中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 李莉浙江大学 2005年硕士导师: 张才乔;俞红贤共62页

摘要 : 　　上世纪九十年代以来，国内外关于高原低氧进行了大量的研究，涉及的范围广泛，并取得了较大进展。为了了解高原适应动物-牦牛在不同发育期对高原低氧环境的适应特点，本研究选择不同发育期牦牛，从血液学、氧的摄取、氧利用、肺组织形态学结构及低... 展开

关键词 : 高原低氧环境牦牛低氧适应遗传学

2. 急性低氧对棕色田鼠与布氏田鼠脑与肾细胞凋亡的影响

[学位论文] 李徙威郑州大学 2017年硕士导师: 王振龙共76页

摘要 : 氧是生命活动的重要物质，环境低氧（hypoxia）一般会造成机体组织供氧不足，严重者可导致细胞凋亡（apoptosis）、组织损伤，甚至机体死亡。地下鼠（subterranean rodents）终生营地下生活，在长期的进化过程中，对洞道系统的低氧环境形成了良好的行... 展开氧是生命活动的重要物质，环境低氧（hypoxia）一般会造成机体组织供氧不足，严重者可导致细胞凋亡（apoptosis）、组织损伤，甚至机体死亡。地下鼠（subterranean rodents）终生营地下生活，在长期的进化过程中，对洞道系统的低氧环境形成了良好的行为和生理适应。棕色田鼠（Lasiopodomys mandarinus）是一种地下鼠，长期生活于地下洞道系统，面临着低氧和无光环境的胁迫。本论文采用比较生物学方法，以棕色田鼠为研究对象，以布氏田鼠（L. brandtii）为对照，在实验室氧舱内模拟急性低氧环境，研究行为、脑和肾组织细胞凋亡、HIF-1α与p53基因表达等在两种鼠之间的差异，旨在探讨棕色田鼠在行为、生理和分子生物学等方面的低氧适应，为地下鼠的低氧适应研究提供一定的参考，也可提高对地下鼠低氧适应的理解与认识。主要研究结果如下：（1）低氧对棕色田鼠与布氏田鼠行为的影响：1）常氧环境中（20.9%O2），棕色田鼠和布氏田鼠的行为模式相似，二者休息（resting）、修饰（grooming）、运动探索（locomotion）、直立探索（leaning）和逃逸（escaping）等差异均不显著（P>0.05）；2）棕色田鼠对轻度低氧环境（15.0%O2）较为适应，运动和探索行为较多；3）中度（10.0%O2）及重度（5.0%O2）低氧对二者的运动类行为抑制程度相当，均表现为不适应；4）棕色田鼠运动类行为高峰值出现在15%低氧环境中，而非常氧环境，布氏田鼠运动类行为表现为随氧浓度降低而降低的趋势，是地面动物的一般表现模式。（2）低氧对棕色田鼠与布氏田鼠脑与肾细胞凋亡的影响：1）棕色田鼠与布氏田鼠脑组织细胞凋亡差异不显著，鼠种与复氧时间存在交互作用；复氧过程中，棕色田鼠脑组织细胞凋亡率逐渐下降，而布氏田鼠脑无显著变化。2）棕色田鼠肾皮质细胞凋亡率显著低于布氏田鼠，鼠种与复氧时间存在交互作用；复氧的过程中棕色田鼠与布氏田鼠凋亡率变化均不显著。（3）低氧对棕色田鼠与布氏田鼠脑与肾组织HIF-1α与p53基因表达的影响：1）棕色田鼠与布氏田鼠脑组织中HIF-1α基因的表达没有显著差异，鼠种与复氧时间之间没有交互作用；复氧0h时表达较高，随后迅速下降。2）棕色田鼠与布氏田鼠 p53基因表达没有显著差异，鼠种与复氧时间之间没有交互作用；复氧过程中，两鼠种脑组织中 p53基因表达均显著降低，直至复氧24h时依然没能恢复到正常水平。3）棕色田鼠与布氏田鼠肾组织中HIF-1α基因的表达没有显著差异，鼠种与复氧时间之间没有交互作用；复氧0h时，HIF-1α基因表达较高，随后迅速下降。4）棕色田鼠肾组织中p53基因表达显著高于布氏田鼠，鼠种与复氧时间之间没有交互作用；低氧处理后两鼠种 p53基因表达量均有所降低，直至复氧24h时依然未能恢复到正常水平。主要结论如下： 1）与布氏田鼠随氧浓度降低而行为活跃性下降不同，棕色田鼠对轻度低氧具有良好的适应，行为表现最为活跃。 2）重度低氧可导致棕色田鼠与布氏田鼠脑组织产生严重的细胞凋亡，棕色田鼠能较快地修复凋亡的细胞；肾组织中布氏田鼠的细胞凋亡率显著高于棕色田鼠，二者修复均较为缓慢。 3）重度低氧可导致棕色田鼠与布氏田鼠脑与肾组织中HIF-1α基因均显著增加，并在接下来的24小时内下降至正常水平；而p53基因的表达则有所降低，且在复氧的24小时内并未恢复到正常水平。收起

关键词 : 急性低氧棕色田鼠布氏田鼠细胞凋亡低氧适应

3. 藏鸡低氧诱导因子2（HIF2α）基因多态性及其与高海拔适应性的关联分析

[学位论文] 李思辰四川农业大学 2018年硕士导师: 朱庆共72页

摘要 : 动物的高原低氧适应性是近年来的研究热点。低氧诱导因子2基因(HIF2a)作为高原低氧适应性的热门基因，已经被证明与许多哺乳动物的高海拔低氧适应性相关，包括牦牛、克什米尔羊、藏獒、灰狼和藏猪等，但在鸟类中没有相关报道。藏鸡作为高原的本地品种... 展开动物的高原低氧适应性是近年来的研究热点。低氧诱导因子2基因(HIF2a)作为高原低氧适应性的热门基因，已经被证明与许多哺乳动物的高海拔低氧适应性相关，包括牦牛、克什米尔羊、藏獒、灰狼和藏猪等，但在鸟类中没有相关报道。藏鸡作为高原的本地品种，对低氧具有较好的适应能力，而藏鸡HIF2a基因是否与低氧适应性相关联尚不清楚。本文利用PCR技术，研究低氧诱导因子2基因（HIF2a）基因多态性及其与高海拔适应性的关系。结果表明: 本实验通过PCR技术获得159只藏鸡和137只低海拔鸡的HIF2a外显子区域序列，一共发现6个变异位点。4为个同义突变SNP1(rs315040213)，SNP2(rs14330062)，SNP4(rs739281102)，SNP6(rs739010166)和2个非同义突变SNP3(rs316126786)和SNP5(rs740389732)。基因多态性分析表明，不同鸡种的HIF2a基因SNP3和SNP6基因型和基因频率差异极显著，并且这两个突变位点的频率与海拔高度呈负相关，其中SNP3位点在极高海拔时完全消失。同时，藏鸡中SNP3和SNP6两个位点连锁程度较高，低海拔鸡中则没有该连锁。且SNP3和SNP6三个位点在高地海拔鸡中遗传差异较大。蛋白质功能预测表明，SNP3(Y333C)突变则对蛋白功能影响较大，该错义突变对氨基酸功能损害程度较高。并且该突变位于保守结构域PAS中，造成了蛋白亲水性的提高，通过不同物种HIF2a蛋白的ML树的建立同样验证了该结果。由于SNP3位点在极高海拔消失且对氨基酸损害较大，该位点极有可能不利于藏鸡的低氧适应。本研究表明了藏鸡和低海拔鸡HIF2a基因在遗传水平存在差异，故认为SNP6(rs739010166)和SNP3(rs316126786)和藏鸡低氧适应性有关。藏鸡HIF2a基因多态性及错义蛋白突变与低氧适应性相关联，还首次揭示了HIF2a一系列具有潜在重要功能的氨基酸位点，但其作用机制还需进一步研究。收起

关键词 : 藏鸡低氧诱导因子2 基因多态性高海拔低氧适应性

4. 低氧预适应和白术多糖减轻肝脏缺血再灌注损伤的实验研究

[学位论文] 张培建扬州大学 2010年博士导师: 卜平共92页

摘要 : 目的: 自1963年Strarzal施行首例临床肝移植手术以来，肝移植已成为当今临床上治疗终末期肝病的最佳手段。但目前各大肝移植中心仍有10％的手术死亡率，术后并发症的发生率也高达35％。其中在围手术期发生的肝脏缺血再灌注损伤（ischemia-reperf... 展开目的: 自1963年Strarzal施行首例临床肝移植手术以来，肝移植已成为当今临床上治疗终末期肝病的最佳手段。但目前各大肝移植中心仍有10％的手术死亡率，术后并发症的发生率也高达35％。其中在围手术期发生的肝脏缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury，IRI）是影响移植肝存活质量的重要因素[1]。肝血流阻断后，肝细胞的能量很快被耗尽，肝组织在缺血状态下发生的这种损伤即缺血性损伤，当肝脏血流恢复灌注后，就会发生直接影响肝脏活力的更为严重的再灌注损伤。传统中医认为，对血的运行作用最为关键的是心、肝、脾三脏，心主行血，主导血液的运行，肝主藏血，具有涵养肝气，调节血量的作用，脾主统血，具有统摄血液运行脉内的作用。从传统中医角度来说，西医的肝脏IRI病理生理并非单一肝脏病机能解释完全。在IRI病理生理过程中，缺血造成心血运行不畅，继而影响肝对血液、精微的正常代谢，即藏血不利、疏泄不及，继发精血不足而湿浊太过，肝病及脾，脾失健运，统摄失司。待血流再灌注后即心阳过亢，引动肝疏泄太过，继发湿浊化热，或痰浊凝滞。因此，如何减轻手术所导致的IRI是肝脏外科医生多年来关注的热点问题。 1986年Schurr发现经过非致死性低氧预适应(hypoxia preconditioning，HP)的大鼠可有效地减低脑组织损伤;其后发现这种内源性保护现象也存在于肝、肾等多种器官组织中。HP是指通过1次或多次短暂、非致死性低氧刺激后，机体获得的对更严重甚至致死性缺血或缺氧的耐受，它是机体抗缺氧或缺血的一种内源性保护现象。目前，国内外对于HP方法在肝脏IRI实验研究仍然处于初级阶段，以首都医科大学吕国蔚教授和本实验室研究颇多。以往有些研究者认为缺血预处理和低氧预处理是同一个过程，不必要刻意区分，其实不然。从病生的角度来分析:缺血时组织细胞无氧代谢会产生大量代谢产物和炎症介质等会进一步加重组织损伤，造成不必要的肝细胞坏死和凋亡;而单纯的低氧由于仍然有血液循环能及时带走这些代谢产物，故可减少这种织损伤，整体预处理损伤程度较小，相对安全可靠。从广义上说生物氧化诱导模式是生物体在低于生理域值的应激刺激下提高其自身稳态性或抗应激刺激能力以求生存的过程，是一个普遍的现象，整体、器官和细胞水平都能见到这种保护机制。关于其实际诱导方法的选择、作用路线的定位及信号通路的调控均处于起步探索阶段。HP的诱导类别有很多种，其中以8％浓度氧气面罩(hypoxia preconditioning mask，HPM)诱导法和药物低氧诱导剂的使用最为多见。本实验组根据文献检索和多年实验积累，最终选取了氧气面罩法[2，3]和白术多糖（Atractylodes Macrocephalaon Polysaccharide，AMP）给药法[4]作为HP诱导法，对肝脏IRI的防治进行理论研究，试图寻找出HP方法的简易给药方法和具体效用。白术为菊科植物白术AtractylodesmacrocephalaKoidz.的干燥根茎，性温，味甘、苦，具有健脾益气、燥湿利水、止汗、安胎的功效，用于治疗脾胃气弱、泄泻、汗出、胎动不安等。《神农本草经》始载有“术”，列为上品，但尚无苍术、白术之分至陶洪景《别录》中正式将苍术、白术加以区分。《医学衷中参西录》又:“（白术）其具土德之全，为后天资生之要药，故能于金、木、水、火四脏，皆能有所补益也。”等充分说明了白术具有健脾益气、利湿运腑的多种功效。白术能否减轻肝脏缺血再灌注损伤国内外未见报道，也是探索的主要内容。方法: 采用经门静脉灌注法自体肝移植模型[5，6]来模拟肝移植中的缺血再灌注损伤(Ischemical Reperfusion Injury，IRI)，将SD大鼠随机分为两大组，即低氧面罩和白术多糖组，每大组再分成三小组:1）A正常对照组(NC）、B自体移植组(AT)和C低氧面罩+自体移植组(HPM+AT);2)A1正常对照组(NC)、B1自体移植组(AT)和C1白术多糖+自体移植组（AMP+AT）;每组24只，每个时段8只。低氧面罩法为术前用8％氮氧混合气体处理90分钟[7];白术多糖给药法中的正常组与模型组于术前2周持续蒸馏水灌胃，第15天行缺血再灌注造模手术，给药组于术前2周持续给予白术多糖0.4g·kg-·d-1灌胃[4]，第15天行造模手术。分别于术后1，6，24h三个时间点处死大鼠取肝脏标本，抽血检测肝功能，免疫组化方法测定大鼠肝组织Bcl-2、核转录因子κB(NF-κB)蛋白的表达，Western Blotting法测定白细胞介素-1（IL-1），并在光镜和透射电镜下观察各组肝细胞的细胞形态学改变、线粒体损伤程度等。结果: 模型组及白术多糖组血清ALT和AST于术后1h开始升高，均明显高于假手术组，差异有统计学意义(P＜0.05);白术多糖组血清ALT和AST都明显低于模型组，于6h时两者差异最为显著，差异有统计学意义(P＜0.05)。低氧面罩+自体移植组组血清ALT、AST水平较自体移植组比较有显著性差异(P＜0.05），低氧面罩+自体移植组组各时段的肝功能明显好于AT组;低氧面罩+自体移植组各时段Bcl-2蛋白均明显高于自体移植和正常对照组组，差异有显著性（P＜0.05）;而AT组Bcl-2蛋白仅在6h时段明显低于NC组，差异有显著性（P＜0.05），1h、24h差异无显著性（P＞0.05）。低氧面罩+自体移植组组各时段的Bcl-2蛋白与AT组比较也具有显著性差异(P＜0.05），Bcl-2蛋白的表达明显高于自体移植组;光镜下，自体肝移植组各时段中央静脉周围的肝细胞明显肿胀，肝血窦变窄，而肝细胞之间的间隙变宽。HPM组的肝小叶结构基本正常，肝组织无明显改变，透射电镜下可见自体移植组组肝细胞出现了典型的凋亡征象，而低氧面罩+自体移植组组肝细胞形态有了明显的改善，定量分析[8]线粒体的面积、周长及直径均和自体移植组有显著性差异(P＜0.05），低氧面罩+自体移植组线粒体损伤程度较自体移植组有明显改善。自体肝移植组1h时段的肝细胞超微结构未见明显改变;6h时段，肝细胞开始发生浓缩，细胞间隙变大，电子密度增高，细胞核皱缩变形，染色质粗糙，核仁浓缩甚至裂解，细胞器明显密集化，线粒体肿胀明显，膜模糊不清，部分膜破裂，线粒体嵴疏松溶解;24h时段，肝细胞呈现固缩死亡的形态，染色质边集，少数肝细胞内出现凋亡小体，亦可见一些恢复的肝细胞。与自体移植组组相比，低氧面罩+自体肝移植组各时段的肝细胞未见有明显的凋亡形态，仅部分线粒体等细胞器出现轻度肿胀。白术多糖能明显提高SOD的含量，并降低大鼠血清中ALT、AST及MDA含量;病理组织学检查结果显示白术多糖组肝脏淤血、肿胀程度明显轻于模型组;肝细胞变性坏死程度，汇管区炎症细胞浸润程度也明显轻于模型组;透射电镜下可见模型组肝细胞核仁碎裂，线粒体肿胀，并伴有部分膜破裂、空泡化;白术多糖组线粒体结构基本正常，有轻度肿胀，线粒体排列整齐，膜基本完整、未见空泡形成;模型组NF-κB及IL-1表达进行性增强，白术多糖组与模型组比较明显减弱(P＜0.05)。结论: 作为低氧预适应法的两种不同诱导模式，低氧面罩及白术多糖均对肝移植过程中的IRI具有明显的保护作用，它们系通过不同的氧化调控模式改变氧敏感细胞因子及凋亡因子的表达，从而减轻肝脏IRI。收起

关键词 : 肝移植缺血再灌注损伤白术多糖低氧预适应低氧面罩

5. EPO及EPOR的DNA甲基化在低氧预适应小鼠低氧耐受中作用的研究

[学位论文] 杨洁内蒙古科技大学包头医学院 2017年硕士导师: 邵国共70页

摘要 : 目的利用低氧预适应小鼠模型，观察低氧预适应小鼠海马组织中促红细胞生成素(Erythropoietin, EPO)及其受体EPOR的表达变化，同时利用甲基转移酶抑制剂5-aza-cdR，探究低氧预适应形成过程中EPO发挥神经保护作用与其启动子甲基化变化的关系。方法取体重... 展开目的利用低氧预适应小鼠模型，观察低氧预适应小鼠海马组织中促红细胞生成素(Erythropoietin, EPO)及其受体EPOR的表达变化，同时利用甲基转移酶抑制剂5-aza-cdR，探究低氧预适应形成过程中EPO发挥神经保护作用与其启动子甲基化变化的关系。方法取体重18~22g，6-8周龄成年雄性小鼠进行侧脑室注射甲基转移酶抑制剂5-aza-cdR，术后1d进行低氧预适应模型复制：小鼠随机分为5-aza-cdR处理组和BSA对照组，然后对其进行低氧处理，根据小鼠低氧暴露次数以及低氧暴露几天处死的天数分组。各组小鼠均断头处死，剥离海马。Real-timePCR检测各组小鼠海马组织中EPO、EPOR以及三种甲基转移酶DNMT1、DNMT3A与DNMT3BmRNA的表达水平。Westernblot检测各组小鼠海马组织中EPO与EPOR蛋白水平的变化。PCR扩增小鼠海马组织EPO启动子区序列(0-320bp)，并插入到含有荧光素酶报告基因载体PGL3-Basic中构建重组质粒，利用双荧光素酶报告基因检测系统检测低氧预适应对EPO启动子区荧光素酶表达活性的影响。利用活力测定试剂盒检测小鼠海马组织中DNMT1、DNMT3B与总DNMT活力的变化。结果(1)急性重复低氧预适应处理小鼠后，DNMT3B的mRNA表达即刻下调(P＜0.05)，继续延长低氧预适应时间到第1d，DNMT3A的mRNA表达才发生下调(P＜0.05)，而DNMT1mRNA的表达量在低氧预适应第3d后才出现降低(P＜0.05)，且这种抑制作用并未受到5-aza-cdR处理的影响。(2)低氧预适应后2d与5-aza-cdR单独处理均能使EPOmRNA的表达水平升高(P＜0.05)。(3)急性重复低氧预适应降低了小鼠海马组织EPORmRNA的表达水平(P＜0.05)，而在低氧预适应晚期相其表达量又增加(P＜0.05)，并且这两种作用均未受到5-aza-cdR处理的影响。(4)低氧预适应也促进了小鼠海马组织EPO与EPOR的蛋白表达(P＜0.05)，这与转录水平的变化相吻合。并且，对其进行5-aza-cdR处理后，EPOR的蛋白表达水平在低氧的情况下也增加(P＜0.05)。(5)荧光素酶活性检测结果表明，低氧预适应组的EPO启动子活性更加突出(P＜0.05)。(6)低氧预适应处理对小鼠海马组织DNMT1的活力没有显著影响，但却降低了DNMT3B与总DNMT的活力。结论DNMT1、DNMT3A与DNMT3B的表达降低可能使某些基因启动子序列发生低甲基化，从而上调这些基因的表达。因此，EPO与EPOR在低氧预适应条件下表达增加可能与DNMT介导的EPO启动子区甲基化程度以及甲基化酶的活力有关。收起

关键词 : 动物实验低氧预适应低氧/缺血 DNA甲基化 EPO EPOR 神经保护

6. ADAR介导的A-I RNA编辑在飞蝗低氧适应中的研究

[学位论文] 张洁中国科学院大学 2021年博士导师: 康乐共112页

摘要 : A-IRNA编辑是一种进化保守的共转录及转录后修饰，是由特异性作用于dsRNAs的酶ADARs介导的。在不改变遗传信息的前提下，A-IRNA编辑通过对RNA的修饰调控着转录组和蛋白组的多样性，为生物体响应环境胁迫提供了一种表观修饰策略。低氧是一种很重要的极... 展开 A-IRNA编辑是一种进化保守的共转录及转录后修饰，是由特异性作用于dsRNAs的酶ADARs介导的。在不改变遗传信息的前提下，A-IRNA编辑通过对RNA的修饰调控着转录组和蛋白组的多样性，为生物体响应环境胁迫提供了一种表观修饰策略。低氧是一种很重要的极端环境胁迫，然而关于A-IRNA编辑在低氧适应性及其潜在调控机制的研究尚不清楚。有着天然海拔差异和地理种群分布的飞蝗（Locustamigratoria）是揭示RNA编辑如何调控低氧适应很好的模型。为了鉴定低氧适应相关的RNA编辑位点，我们采用DNA-RNA比对的方法，第一次对平原飞蝗和西藏飞蝗中A-IRNA编辑的位点和功能进行了系统分析。我们对平原飞蝗和西藏飞蝗两个种群的RNA编辑图谱进行了系统的鉴定。分别在平原飞蝗和西藏飞蝗中鉴定到2，088，724个和1，104，557个A-IRNA编辑位点，其中个体特异性位点占比很高。对共有位点的分析发现，在应对低氧响应时，只有平原飞蝗中A-IRNA编辑水平出现整体上调，西藏飞蝗A-IRNA整体编辑水平没有明显差异。通过对飞蝗中与高原适应基因的纯合SNP位点和A-IRNA编辑位点的相关性分析，发现A-IRNA编辑位点有助于飞蝗适应低氧。为了探索低氧诱导的A-IRNA编辑位点，我们在飞蝗基因组中只鉴定到一个拷贝的基因LmADAR。通过基于5''帽子捕获的方法进行nanopore直接RNA测序技术确认了LmADAR的全长转录本序列。通过qPCR和免疫组化实验，我们发现LmADAR在飞蝗神经系统细胞核中高表达。我们通过CRISPR/Cas9技术成功构建了LmADAR-/-纯合突变品系，LmADAR的缺失导致了飞蝗缺氧恢复时间的延长，而不影响低氧条件下的晕倒率。通过转录组比较，LmADAR-/-突变体飞蝗基因表达表现出明显的系统性抑制，并且上调基因显著富集到线粒体氧化磷酸化过程。最后，我们发现在应对低氧响应时，LmADAR转录本3''UTR上发生的自编辑位点影响了整体编辑水平，而不依赖LmADAR的表达。本研究系统性地鉴定了西藏飞蝗和平原飞蝗的A-IRNA编辑特征及低氧适应性功能，强调了A-IRNA编辑在低氧再恢复功能中的重要性。为研究如何保护组织免受疾病中的低氧损害提供了新的思路。收起

关键词 : 飞蝗 ADARs介导 A-IRNA编辑低氧适应

7. 低氧预适应小鼠海马、血清代谢组学研究

[学位论文] 刘杰第三军医大学 2017年硕士导师: 高钰琪共63页

摘要 : 目的：氧是维持生命活动必不可少的物质，各种原因导致的机体供氧不足或用氧障碍，都可导致缺氧。作为以有氧代谢为主的组织，脑对缺氧的耐受性差，对缺氧极为敏感，急性严重缺氧在数分钟内即可引起脑神经元的不可逆性损伤甚至死亡，长期慢性缺... 展开目的：氧是维持生命活动必不可少的物质，各种原因导致的机体供氧不足或用氧障碍，都可导致缺氧。作为以有氧代谢为主的组织，脑对缺氧的耐受性差，对缺氧极为敏感，急性严重缺氧在数分钟内即可引起脑神经元的不可逆性损伤甚至死亡，长期慢性缺氧也可引起中枢神经系统的功能紊乱和病理结构改变。因此寻找防治低氧性神经损伤，提高脑对低氧耐受性的措施，对于增强机体适应低氧环境的能力及防治临床缺氧性疾病具有重要意义。低氧预适应(hypoxia preconditioning，HPC)是体内一种内源性保护现象，通过亚致死性低浓度氧反复短暂刺激细胞或组织，使其对随后更严重的缺氧产生耐受，从而产生保护作用，广泛存在于心、脑、肾、肝、肠等器官中。作为内源性保护机制这一现象的发现为增强机体适应低氧环境的能力及防治缺氧性损伤提供了全新的思路。本实验室既往的研究发现(1)HPC对小鼠海马神经元有明显的保护作用，能显著提高小鼠的学习记忆能力，证实HPC具有显著的抗缺氧/缺血神经损伤作用;(2)急性重复低氧预适应发生发展过程中随着小鼠低氧暴露次数的增加其缺氧耐受时间逐渐延长，重复低氧暴露2次、3次和4次的缺氧耐受时间分别是低氧暴露1次耐受时间的2、4、6倍，推测重复低氧暴露后小鼠体内产生了抗缺氧活性分子，且随着缺氧次数的增加，抗缺氧活性分子的数量也在增加，存在着与药物作用类似的剂量-效应关系，从而导致小鼠的缺氧耐受时间逐步延长;(3)通过建立急性重复缺氧HPC小鼠模型，发现HPC组的脑组织匀浆液具有显著抗缺氧神经损伤作用，其中蛋白组分和非蛋白组分均可以显著增强神经生长因子（nerve growth factor，NGF）诱导分化的PC12细胞的缺氧耐受性，提示小分子代谢物在其中发挥重要的作用，但是具体是哪些活性物质在低氧预适应形成过程中发挥抗缺氧损伤的作用尚不清楚。代谢组学是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量(＜1000KDa)代谢产物同时进行定性和定量分析的一门学科，反映机体对外界刺激、病理生理变化及本身基因突变而产生的体内代谢物水平多元动态变化。作为各种“组学”的终端，代谢组学更能直接、准确地反应当前机体的病理生理状态。本研究的目的在于通过建立急性缺氧HPC小鼠模型，利用超高效液相色谱四级杆飞行时间质谱联用(ultra-performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flightmass spectrometry，UPLC-Q-TOFMS)的代谢组学技术，分离鉴定HPC小鼠与对照组小鼠海马、血清中差异代谢物，并对部分结果进行验证，在此基础上进一步探讨机体如何适应缺氧环境以及HPC潜在的保护机制。方法：第一部分:低氧预适应小鼠海马代谢组学研究 1.60只雄性BALB/C小鼠随机分为3组，常氧对照组(H0)，低氧暴露1次组(H1)，重复低氧暴露4次组(HPC)，每组20只，;按文献报道复制急性缺氧HPC小鼠模型，麻醉，断头取海马组织。海马组织样本均随机分为2份，1份用于生化指标测定，一份用于代谢组学分析。代谢组学分析利用UPLC-Q-TOFMS技术结合多变量统计分析筛选各组差异代谢物，MetaboAnalyst3.0数据库进行代谢通路富集分析; 2.部分代谢组学结果的验证，分别检测各组小鼠海马组织中SOD活性、MDA和乳酸含量。第二部分:低氧预适应小鼠血清代谢组学研究 1.按照相同的动物分组和方法复制HPC小鼠模型，麻醉，眼眶采血法取血并分离血清。血清样本均随机分为2份，1份用于生化指标测定，一份用于代谢组学分析。代谢组学分析采用UPLC-Q-TOFMS结合多变量统计分析筛选各组小鼠血清差异代谢物，MetaboAnalyst3.0数据库进行代谢通路富集分析; 2.检测各组小鼠血清中SOD活性、MDA和乳酸含量，验证部分代谢组学结果。结果： 1.小鼠海马组织代谢组学研究共鉴定出37种差异代谢物，与H0组相比HPC组中多巴胺、腺苷、苯丙氨酸、牛磺酸等代谢物显著上调，5-甲基胞苷、谷氨酸、谷氨酰胺、乙酰胆碱、胞苷、NADH、2-羟戊二酸、尿酸、花生四烯酸、油酸、亚油酸、软脂酸、溶血磷脂酰胆碱、谷胱甘肽等代谢物在H1组升高，HPC组降低，而色氨酸、鞘氨醇、黄嘌呤则在H1和HPC组均降低。这些代谢物涉及的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸合成，牛磺酸和亚牛磺酸代谢，谷胱甘肽代谢，乙醛酸和二羧酸代谢，花生四烯酸代谢，亚油酸代谢，酪氨酸代谢，甘油磷脂代谢，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢，色氨酸代谢，苯丙氨酸代谢和三羧酸循环等代谢通路发生显著变化; 2.HPC组小鼠海马组织中SOD活性升高，较H0、H1组均有统计学差异;与H0组相比，H1组、HPC组小鼠海马组织中MDA和乳酸含量均升高，且数据均有统计学差异;与H1组相比，HPC组小鼠海马组织中MDA和乳酸含量显著降低; 3.小鼠血清代谢组学研究共筛选鉴定出25种差异代谢物，其中缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、牛磺酸在HPC组中显著升高，长链肉毒碱、蛋氨酸、花生四烯酸、溶血磷脂酰胆碱、尿酸相对含量在H1组中升高HPC组中降低，这些代谢物涉及的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸合成，牛磺酸、亚牛磺酸代谢，亚油酸代谢，花生四烯酸代谢等代谢通路均发生显著变化; 4.与H0组相比，H1组和HPC组小鼠血清中SOD活性均升高，且HPC组最高，每两组之间数据比较均有统计学差异;与H0组相比，H1组、HPC组小鼠血清中MDA和乳酸含量均升高，且数据均有统计学差异;与H1组相比，HPC组小鼠海马组织中MDA和乳酸含量显著降低。结论： 1.HPC小鼠血清、海马组织代谢模式发生显著改变，其中苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸合成，牛磺酸、亚牛磺酸代谢，花生四烯酸代谢，亚油酸代谢，苯丙氨酸代谢，酪氨酸代谢通路为共同发生改变的代谢通路，谷胱甘肽代谢，丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸代谢仅在海马组织中有显著变化，上调（抑制）其中的关键代谢酶或许能提高全身或中枢神经系统抗缺氧损伤能力; 2.代谢组学数据中与清除氧化自由基有关的物质谷胱甘肽、尿酸等代谢物变化和小鼠海马组织和血清中反映机体氧化应激状态的SOD活性和MDA含量改变，均提示抗氧化应激损伤可能是HPC抗缺氧保护作用潜在的作用靶点; 3.无论小鼠血清还是海马组织代谢组学数据均显示涉及葡萄糖有氧氧化、脂肪酸β氧化的中间代谢物在H1组中均有不同程度的积聚，通过测定小鼠血清、海马组织中乳酸含量，提示改变机体能量代谢模式参与低氧预适应抗缺氧损伤的形成。收起

关键词 : 低氧预适应海马神经元血清代谢组学

8. 中国北方光肩星天牛的低氧适应性研究

[学位论文] 韦美泽北京林业大学 2020年硕士导师: 石娟;骆有庆共51页

摘要 : 光肩星天牛（Anoplorhoraglabripennis），属鞘翅目（Coleoptera）、天牛科（Cerambycidae）、沟胫天牛亚科（Lamiinae）、星天牛属（Anoplorhora）。其主要危害柳树、槭树、杨树、榆树等阔叶树种。幼虫蛀食树干木质部及韧皮部，成虫取食嫩枝和叶柄，... 展开光肩星天牛（Anoplorhoraglabripennis），属鞘翅目（Coleoptera）、天牛科（Cerambycidae）、沟胫天牛亚科（Lamiinae）、星天牛属（Anoplorhora）。其主要危害柳树、槭树、杨树、榆树等阔叶树种。幼虫蛀食树干木质部及韧皮部，成虫取食嫩枝和叶柄，是我国“三北”防护林地区的毁灭性蛀干害虫，也是国际重大检疫对象。光肩星天牛原主要分布在华北地区，现已向其他地区快速扩散。据报道，光肩星天牛新的发生区已北达哈尔滨市、东达牡丹江市、西达伊犁市，高海拔至西藏等地区，并且仍具有继续向高纬度高海拔地区入侵的风险，而这些发生区多呈现高寒、低氧等不利的气象特点。基于此，本文以吉林省长春市的光肩星天牛为研究对象，从氧浓度角度分析光肩星天牛的低氧适应性，初步明确光肩星天牛的低氧耐受程度，分析不同低氧处理后光肩星天牛的差异表达基因。主要研究方法和结果如下：（1）结合高原地区氧气含量以及其他昆虫的相关低氧研究，在三气培养箱内，设置氧气浓度为10%、2%、1%和0.5%的四个氧气浓度梯度，进行光肩星天牛的低氧耐受实验，观察其活动状态。该部分实验表明，光肩星天牛能在氧气浓度很低的情况下存活，推测2%的氧浓度可能是光肩星天牛维持生命活动的低氧耐受极限。且0.5%的氧浓度可以短时间使天牛失去生命特征，但其并未真正死亡，光肩星天牛耐低氧能力非常强。（2）分别设置氧气浓度为7%（重度缺氧）、14%（中度缺氧）和21%（大气常氧对照组）对光肩星天牛进行低氧处理，其他处理条件相同。低氧处理后提取各组天牛样品的总RNA，进行转录组测序。转录组组装所获得的全部基因和转录本与NR、Swiss-Prot、Pfam、EggNOG、GO和KEGG这6大数据库进行比对，共有40539条unigene得到注释；在差异表达基因的分析中，与对照组（21%氧浓度）相比较，发现7%和14%的氧浓度处理组部分基因的表达有明显的上调和下调，两组共有上调的基因569个，共有下调的基因有1718，总2287个基因，为基因集“BC_up_and_down”。（3）将基因集“BC_up_and_down”2287个基因注释到COG、GO和KEGG数据库，分析基因的注释情况。结果显示，在COG数据库中，共有2174个基因得到注释，除去未知功能S，注释较多的功能类型为O:翻译后修饰、蛋白质转换。其次为U：细胞内运输、分泌和囊泡运输；K：转录；T：信号转导机制；在GO数据库中，2287个基因全部得到注释，共涉及50类功能，其中属于分子功能为14类，属于生物学过程为14类，属于细胞成分22类。注释较多的功能主要为细胞部分、结合、细胞过程、催化活性等；在KEGG数据库中，共有2258个基因获得Pathway注释，注释较多的功能为：新陈代谢、遗传信息处理、环境信息处理、细胞过程等。（4）将基因集“BC_up_and_down”2287个基因分别进行GO和KEGG数据库的富集分析。结果显示，在GO数据库中，共有1672个基因显示富集，基因富集较多的是在细胞成分、细胞部分、细胞内部分、离子结合、细胞器等；在KEGG数据库中，共有1159个基因显示富集。富集较多的是在嘌呤代谢、亨廷顿病、癌症的途径、cAMP信号通路、人乳头瘤病毒感染、RNA转运等。收起

关键词 : 光肩星天牛低氧适应性转录组测序

9. 高原适应相关突变基因RetsatQ247R调控小鼠红系发育的作用研究

[学位论文] 吕颜洁郑州大学 2021年硕士导师: 陈鲤翔共73页

摘要 : 目的: 在低海拔生活的哺乳动物，暴露于高原低氧环境时，会出现一系列高原反应，例如:呼吸困难、高原红细胞增多症、高原心脏病等。但是，许多世代生活在高原上的哺乳动物，经过长期进化，很好地适应了高原低氧环境。近期，有研究者通过对四种高... 展开目的: 在低海拔生活的哺乳动物，暴露于高原低氧环境时，会出现一系列高原反应，例如:呼吸困难、高原红细胞增多症、高原心脏病等。但是，许多世代生活在高原上的哺乳动物，经过长期进化，很好地适应了高原低氧环境。近期，有研究者通过对四种高原动物（牦牛、鼢鼠、鼠兔、藏羚羊）的趋同进化分析，发现了编码视黄醇饱和酶的基因Retsat在同一氨基酸位点上的突变:Q247R，推测其与哺乳动物的高原适应密切相关。既往研究发现，牦牛、鼢鼠、鼠兔和藏羚羊这四种高原动物在红细胞的数目和形态上与非高原动物之间存在明显差异。而作为在高原低氧环境下经过长期进化筛选而稳定遗传的RetsatQ247R，我们推测其在高原低氧环境下可能通过调控红细胞生成和发育从而在哺乳动物的高原适应中起到重要作用。此外，为了深入理解RetsatQ247R调控红细胞发育的作用，也需要进一步明确在低海拔常氧环境下，RetsatQ247R基因对红系发育过程的影响。由此，本论文综合利用多种环境条件，探索了RetsatQ247R突变基因在红系发育进程中的作用，并进而探讨了RetsatQ247R基因通过影响红系发育参与哺乳动物高原低氧适应的功能。方法: 本论文首先通过基于既往研究建立的红系发育各阶段细胞的转录谱和蛋白表达谱的数据，分析Retsat基因在红系发育各阶段的表达态势。之后，通过血常规检测、股骨和脾脏形态观察、流式细胞技术，检测红系发育各阶段发育和分化情况，比较RetsatQ247R和WT小鼠在红系发育进程中的特征性生物学事件的差异，分析RetsatQ247R基因对小鼠红系发育的影响。结果: 1.在红系发育和分化的过程中，Retsat基因的表达呈显著的阶段特异性，在祖细胞CFU-E阶段表达最高，并随发育分化的进行表达渐次降低。 2.在单一的低氧压力下（平原常氧条件、高原常氧条件、高原16％低氧条件），RetsatQ247R和WT小鼠在血常规指标、股骨和脾脏的形态、红系发育各阶段流式分析方面无明显差异。 3.在单一的EPO应激条件下（平原常氧条件下注射EPO应激）RetsatQ247R和WT小鼠在血常规指标、股骨和脾脏的形态、红系发育各阶段流式分析方面无明显差异。 4.在低氧和注射EPO应激的双重刺激下（高原常氧条件下注射EPO应激），RetsatQ247R小鼠的脾脏小于WT小鼠。结论: Retsat基因表达于红系发育分化进程中，特别是在红系发育早期阶段表达特异性上调，推测其在红系祖细胞功能维持和定向分化中起到重要作用，而Retsat突变为RetsatQ247R后可能通过调控红系发育参与到高原低氧适应中。在单一的低氧压力以及EPO应激条件下，RetsatQ247R小鼠红系发育未出现异常。当给予小鼠低氧和注射EPO双重刺激时，RetsatQ247R小鼠的脾脏小于WT小鼠。结果说明，RetsatQ247R基因与低氧条件下脾脏代偿相关，能一定程度上缓解低氧与注射EPO双重刺激条件下的脾脏病理性增大。 RetsatQ247R基因在低氧条件下的应激造血中起到调控作用，但其在何种特定条件下能高效调节应激造血尚需进一步的研究明确。此外，基于本论文的发现，我们推测RetsatQ247R单一作用下可能存在调控强度不足的问题，或需多个突变协同调控，方能通过影响红系发育和功能，进而在高原低氧适应中起到重要作用，在后续研究中还需进一步探索该协同作用的模式和机制。收起

关键词 : 哺乳动物高原低氧环境 RetsatQ247R基因红系发育高原低氧适应

10. 藏族人群高原低氧适应基因EPAS1序列多态性的初步研究

[学位论文] 何一博中国科学院大学 2016年硕士导师: 宿兵共71页

摘要 : 藏族人群定居青藏高原距今至少1万年的时间。高原极端环境特别是高海拔低氧是人类唯一无法借助传统手段克服的环境压力。藏族人群与生活在平原地区的人群相比，对高海拔低氧的极端环境表现出极佳的适应性。我们前期的研究表明，低氧代谢相关基因EPAS1... 展开藏族人群定居青藏高原距今至少1万年的时间。高原极端环境特别是高海拔低氧是人类唯一无法借助传统手段克服的环境压力。藏族人群与生活在平原地区的人群相比，对高海拔低氧的极端环境表现出极佳的适应性。我们前期的研究表明，低氧代谢相关基因EPAS1在藏族人群中存在着极为强烈的达尔文正选择信号。在EPAS1基因序列中，藏族人群存在许多富集的的衍生型突变，并构成了藏族人群特异的单倍型。这提示EPAS1基因对藏族人群的高原低氧适应有着极为重要的贡献。 EPAS1基因编码低氧诱导因子2α(hypoxia inducible factor2-α，HIF-2α)，直接参与调控红细胞生成素(EPO)的表达，影响血红蛋白的含量。在低氧环境的作用下，HIF-α与HIF-β会形成二聚物结合于低氧应答元件HREs从而控制下游许多低氧代谢通路中基因的转录和表达。之前有研究者发现藏族EPAS1基因单倍型与古人类丹尼索瓦人相似，但与包括汉族和非洲人群在内的其他人群的不相似，并且在藏族人群EPAS1基因intron-2中有一个5-SNP motif（AGGAA）与高原低氧适应高度相关，仅存在于藏族人群和丹尼索瓦人中。他们由此推测藏族人群EPAS1特异的高原低氧适应性单倍型可能是通过基因渗透从丹尼索瓦人获得的。随后有研究发现，藏族人群EPAS1基因下游～80 kb处存在一个藏族特有的拷贝数变异TED(Tibetan EnrichedDeletion)，90％的藏族人群都携带有TED，平原地区人群仅有3％携带TED。但是，TED区域在丹尼索瓦人并不存在。因此，藏族人群EPAS1基因适应型突变的起源仍然是一个未解之谜。本研究对亚洲9个平原地区人群EPAS1基因intron-2上两个选择信号较强的SNP位点（rs149594770和rs73926265）进行了基因分型，发现有6个人群携带有衍生型（适应性）突变。进一步对携带衍生型突变的个体的TED区域做检测发现其中58％的个体携带有TED,并存在3个纯合子。随后，我们对这些个体的intron-2部分区域进行了重测序。结合从数据库收集的24个世界各地的平原地区人群，以及实验室前期发表的藏族人群数据进行分析，发现与藏族人群拥有相似单倍型的人群包括BEB（孟加拉国人群）、CHB（中国北方汉族）、CHS（中国南方汉族）、兰州汉族、大连汉族、CDX（西双版纳傣族）、KHV（越南胡志明市京族）、EA（东亚人群中的达斡尔族和纳西族个体）、SA（南亚人群中的勃律个体）、CAM（柬埔寨人群）、云南布朗族以及丹尼索瓦人。我们的研究结果提示，藏族人群EPAS1基因的多态性模式以及适应性单倍型可能同时来源于丹尼索瓦人的基因渗透和其他人群的基因交流。东亚平原人群中EPAS1藏族特异的单倍型频率很低，可能源于最近的基因交流。收起

关键词 : 藏族人群低氧代谢相关基因基因多态性高原低氧适应性